工業(ye) 機器人電動伺服係統的一般結構為(wei) 三個(ge) 閉環控製，即電流環、速度環和位置環。一般情況下，對於(yu) 交流伺服驅動器，可通過對其內(nei) 部功能參數進行人工設定而實現位置控製、速度控製、轉矩控製等多種功能。

　　那麽(me) 關(guan) 於(yu) 伺服電機有哪些需要知道的呢？下麵電工學習(xi) 網小編總結了伺服電機的28個(ge) 你可能不知道問題，一起來看一下吧。

　　1.如何正確選擇伺服電機和步進電機？

　　答：主要視具體(ti) 應用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質（如水平還是垂直負載等），轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控製要求（如對端口界麵和通訊方麵的要求），主要控製方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓範圍。據此以確定電機和配用驅動器或控製器的型號。

　　2.選擇步進電機還是伺服電機係統？

　　答：其實，選擇什麽(me) 樣的電機應根據具體(ti) 應用情況而定，各有其特點。

　　3.如何配用步進電機驅動器？

　　答：根據電機的電流，配用大於(yu) 或等於(yu) 此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細分型驅動器。對於(yu) 大轉矩電機，盡可能用高電壓型驅動器，以獲得良好的高速性能。

　　4.2 相和5 相步進電機有何區別，如何選擇？

　　答：2 相電機成本低，但在低速時的震動較大，高速時的力矩下降快。 5 相電機則振動較小，高速性能好，比 2 相電機的速度高30~50% ，可在部分場合取代伺服電機。

　　5.何時選用直流伺服係統，它和交流伺服有何區別？

　　答：直流伺服電機分為(wei) 有刷和無刷電機。

　　有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速範圍寬，控製容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產(chan) 生電磁幹擾，對環境有要求。因此它可以用於(yu) 對成本敏感的普通工業(ye) 和民用場合。

　　無刷電機體(ti) 積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控製複雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用於(yu) 各種環境。

　　交流伺服電機也是無刷電機，分為(wei) 同步和異步電機，目前運動控製中一般都用同步電機，它的功率範圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。

　　6.使用電機時要注意的問題？

　　答：上電運行前要作如下檢查：

　　1） 電源電壓是否合適（過壓很可能造成驅動模塊的損壞）；對於(yu) 直流輸入的 +/- 極性一定不能接錯，驅動控製器上的電機型號或電流設定值是否合適（開始時不要太大）；

　　2） 控製信號線接牢靠，工業(ye) 現場最好要考慮屏蔽問題（如采用雙絞線）；

　　3） 不要開始時就把需要接的線全接上，隻連成最基本的係統，運行良好後，再逐步連接。

　　4） 一定要搞清楚接地方法，還是采用浮空不接。

　　5） 開始運行的半小時內(nei) 要密切觀察電機的狀態，如運動是否正常，聲音和溫升情況，發現問題立即停機調整。

　　7.步進電機啟動運行時，有時動一下就不動了或原地來回動，運行時有時還會(hui) 失步，是什麽(me) 問題？

　　一般要考慮以下方麵作檢查：

　　1） 電機力矩是否足夠大，能否帶動負載，因此我們(men) 一般推薦用戶選型時要選用力矩比實際需要大 50%~100% 的電機，因為(wei) 步進電機不能過負載運行，哪怕是瞬間，都會(hui) 造成失步，嚴(yan) 重時停轉或不規則原地反複動。

　　2） 上位控製器來的輸入走步脈衝(chong) 的電流是否夠大（一般要 >10mA ），以使光耦穩定導通，輸入的頻率是否過高，導致接收不到，如果上位控製器的輸出電路是CMOS 電路，則也要選用 CMOS 輸入型的驅動器。

　　3） 啟動頻率是否太高，在啟動程序上是否設置了加速過程，最好從(cong) 電機規定的啟動頻率內(nei) 開始加速到設定頻率，哪怕加速時間很短，否則可能就不穩定，甚至處於(yu) 惰態。

　　4） 電機未固定好時，有時會(hui) 出現此狀況，則屬於(yu) 正常。因為(wei) ，實際上此時造成了電機的強烈共振而導致進入失步狀態。電機必須固定好。

　　5） 對於(yu) 5 相電機來說，相位接錯，電機也不能工作。

　　8.我想通過通訊方式直接控製伺服電機，可以嗎？

　　可以的，也比較方便，隻是速度問題，用於(yu) 對響應速度要求不太高的應用。如果要求快速的響應控製參數，最好用伺服運動控製卡，一般它上麵有DSP 和高速度的邏輯處理電路，以實現高速高精度的運動控製。如 S 加速、多軸插補等。

　　9.用開關(guan) 電源給步進和直流電機係統供電好不好？

　　一般最好不要，特別是大力矩電機，除非選用比需要的功率大一倍以上的開關(guan) 電源。因為(wei) ，電機工作時是大電感型負載，會(hui) 對電源端形成瞬間的高壓。而開關(guan) 電源的過載性能不好，會(hui) 保護關(guan) 斷，且其精密的穩壓性能又不需要，有時可能造成開關(guan) 電源和驅動器的損壞。可以用常規的環形或R 型變壓器變壓的直流電源。

　　10.想用±10V或4~20mA的直流電壓來控製步進電機，可以嗎？

　　可以，但需要另外的轉換模塊。

　　11.有一個(ge) 的伺服電機帶編碼器反饋，可否用隻帶測速機口的伺服驅動器控製？

　　可以，需要配一個(ge) 編碼器轉測速機信號模塊。

　　12.伺服電機的碼盤部分可以拆開嗎？

　　禁止拆開，因為(wei) 碼盤內(nei) 的石英片很容易破裂，且進入灰塵後，壽命和精度都將無法保證，需要專(zhuan) 業(ye) 人員檢修。

　　13.步進和伺服電機可以拆開檢修或改裝嗎？

　　不要，最好讓廠家去做，拆開後沒有專(zhuan) 業(ye) 設備很難安裝回原樣，電機的轉定子間的間隙無法保證。磁鋼材料的性能被破壞，甚至造成失磁，電機力矩大大下降。

　　14.伺服控製器能夠感知外部負載的變化嗎？

　　如遇到設定阻力時停止、返回或保持一定的推力跟進。

　　15.可以將國產(chan) 的驅動器或電機和國外優(you) 質的電機或驅動器配用嗎？

　　原則上是可以的，但要搞清楚電機的技術參數後才能配用，否則會(hui) 大大降低應有的效果，甚至影響長期運行和壽命。最好向供應商谘詢後再決(jue) 定。

　　16.使用大於(yu) 額定電壓值的直流電源電壓驅動電機安全嗎？

　　正常來說這不是問題，隻要電機在所設定的速度和電流極限值內(nei) 運行。因為(wei) 電機速度與(yu) 電機線電壓成正比，因此選擇某種電源電壓不會(hui) 引起過速，但可能發生驅動器等故障。

　　此外，必須保證電機符合驅動器的最小電感係數要求，而且還要確保所設定的電流極限值小於(yu) 或等於(yu) 電機的額定電流。

　　事實上，如果你能在你設計的裝置中讓電機跑地比較慢的話 ( 低於(yu) 額定電壓 ) ，這是很好的。

　　以較低的電壓 ( 因此比較低的速度 ) 運行會(hui) 使得電刷運轉反彈較少，而且電刷 / 換向器磨損較小，比較低的電流消耗和比較長的電機壽命。

　　另一方麵，如果電機大小的限製和性能的要求需要額外的轉矩及速度，過度驅動電機也是可以的，但會(hui) 犧牲產(chan) 品的使用壽命。

　　17.如何為(wei) 應用選擇適當的供電電源？

　　推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及係統內(nei) 的電壓降而不同。驅動器的電流值應該足夠傳(chuan) 送應用所需的能量。記住驅動器的輸出電壓值與(yu) 供電電壓不同， 因此驅動器輸出電流也與(yu) 輸入電流不相同。為(wei) 確定合適的供電電流，需要計算此應用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可得到所需電流值。

　　推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及係統內(nei) 的電壓降而不同。驅動器的電流值應該足夠傳(chuan) 送應用所需的能量。記住驅動器的輸出電壓值與(yu) 供電電壓不同， 因此驅動器輸出電流也與(yu) 輸入電流不相同。為(wei) 確定合適的供電電流，需要計算此應用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可得到所需電流值。

　　18.對於(yu) 伺服驅動器我可以選擇那種工作方式？

　　不同的模式並不全部存在於(yu) 所有型號的驅動器中。

　　19.驅動器和係統如何接地？

　　a. 如果在交流電源和驅動器直流總線（如變壓器）之間沒有隔離的話，不要將直流總線的非隔離端口或非隔離信號的地接大地，這可能會(hui) 導致設備損壞和人員傷(shang) 害。因為(wei) 交流的公共電壓並不是對大地的，在直流總線地和大地之間可能會(hui) 有很高的電壓。

　　b. 在多數伺服係統中，所有的公共地和大地在信號端是接在一起的。多種連接大地方式產(chan) 生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點上產(chan) 生流。

　　c. 為(wei) 了保持命令參考電壓的恒定，要將驅動器的信號地接到控製器的信號地。 它也會(hui) 接到外部電源的地，這將影響到控製器和驅動器的工作（如：編碼器的5V電源）。

　　d.屏蔽層接地是比較困難的，有幾種方法。正確的屏蔽接地處是在其電路內(nei) 部的參考電位點上。這個(ge) 點取決(jue) 於(yu) 噪聲源和接收是否同時接地，或者浮空。要確保屏蔽層在同一個(ge) 點接地使得地電流不會(hui) 流過屏蔽層。

　　20.減速器為(wei) 什麽(me) 不能和電機正好相配在標準轉矩點？

　　如果考慮到電機產(chan) 生的經過減速器的最大連續轉矩，許多減速比會(hui) 遠遠超過減速器的轉矩等級。

　　如果我們(men) 要設計每個(ge) 減速器來匹配滿轉矩，減速器的內(nei) 部齒輪會(hui) 有太多組合 ( 體(ti) 積較大、材料多 ) 。

　　這樣會(hui) 使得產(chan) 品價(jia) 格高，且違反了產(chan) 品的“高性能、小體(ti) 積”原則。

　　21.如何選擇使用行星減速器還是正齒輪減速器？

　　行星減速器一般用於(yu) 在有限的空間裏需要較高的轉矩時，即小體(ti) 積大轉矩，而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用於(yu) 較低的電流消耗，低噪音和高效率低成本應用。

　　22.何為(wei) 負載率 (duty cycle)？

　　負載率 (duty cycle) 是指電機在每個(ge) 工作周期內(nei) 的工作時間 / （工作時間 + 非工作時間）的比率。如果負載率低，就允許電機以3 倍連續電流短時間運行，從(cong) 而比額定連續運行時產(chan) 生更大的力量。

　　23.標準旋轉電機的驅動電路可以用於(yu) 直線電機嗎？

　　一般都是可以的。你可以把直線電機就當作旋轉電機，如直線步進電機、有刷、無刷和交流直線電機。具體(ti) 請向供應商谘詢。

　　24.直線電機是否可以垂直安裝，做上下運動？

　　可以。根據用戶的要求，垂直安裝時我們(men) 可以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導軌抱閘刹車。

　　25.在同一個(ge) 平台上可以安裝多個(ge) 動子嗎？

　　可以。隻要幾個(ge) 動子之間不互相妨礙即可。

　　26.是否可以將多個(ge) 無刷電機的動子線圈安裝於(yu) 同一個(ge) 磁軌道上？

　　可以。隻要幾個(ge) 動子之間不互相妨礙即可。

　　27.使用直線電機比滾珠絲(si) 杆的線性電機有何優(you) 點？

　　由於(yu) 定子和動子之間沒有機械連接，所以消除了背隙、磨損、卡死問題，運動更加平滑。突出了更高精度、高速度、高加速度、響應快、運動平滑、控製精度高、可靠性好體(ti) 積緊湊、外形高度低、長壽命、免維護等特點。

　　28.如何選用電動缸、滑台、精密平台類產(chan) 品？其成本是如何計算的？

　　選擇致動執行器類產(chan) 品關(guan) 鍵要看您對運動參數有什麽(me) 樣的要求，可以根據您需要的應 用來確定具體(ti) 運動參數等技術條件，這些參數要符合您的實際需要，既要滿足應用要求並留有餘(yu) 地，也不要提得太高，否則其成本可能會(hui) 數倍於(yu) 標準型產(chan) 品。舉(ju) 例來說，如果0.1mm精度夠用的話，就不要選0.01mm的參數。其它如負載能力、速度等也是如此。

　　另外一個(ge) 給用戶的選型建議是，如果不是必須，推拉力或負重、速度、定位精度這三個(ge) 主要參數不要同時要求很高，因為(wei) 致動執行器是一個(ge) 高精度高技術的機電一體(ti) 化產(chan) 品，我們(men) 在設計製造時需要從(cong) 機械結構、電氣性能、材料特性、材質和處理方法等多方麵考慮並選擇相應的組成電機、驅動控製器和反饋裝置，以及不同精度等級的導軌、絲(si) 杆、支撐座和其它機械係統，使之達到需要的整體(ti) 運動參數，可謂牽一發動全身的產(chan) 品。當然，您有高要求的產(chan) 品需要，我們(men) 還是可以滿足，隻是成本會(hui) 相應的提高。